Republica Bolivariana De Venezuela Ministerio P.P P.P La Educación Superior I.U.P.S.M COL
Realizado Por:
Greily Quintana C.I: 17.586.669 Liliana Palencia. C.I: 13.023.591 Lewis Mendoza C.I: 13.209.425 Marianny Perozo C.I: 18.807.314 Angélica Perozo C.I: 20.143.174 Edith Laguna C.I: 16.160.679 Franklin Ferrer C.I: 12.100.986 López, Thaisbel C.I: 19.845.799
Ingeniería Industrial Febrero del 2011
Conclusiones •
La utilización de los rodamientos en maquinas alivian la fricción en los puntos de movimientos rotacionales.
•
Los
rodamient entos
se
deno enominan
también
cojinetes
no
hidrodinámicos. •
De acuerdo al uso a dar a los rodamientos se clasifican en varios tipos los cuales se utilizan dependiendo a su aplicación dada.
•
Para una mejor identificación se da una nomenclatura; la cual nos
indica
el
tipo
de
rodamiento
y
en
general
sus
especificaciones. •
Algunas fallas producidas se deben a la mala utilización o poco mantenimiento de los rodamientos.
•
Es muy muy impo import rtan ante te el mant antenim enimie ien nto prev preven enti tivo vo en los los rodamientos, ya que si estos llegan a fallar nos pueden llegar a producir producir consecuenci consecuencias as mayores, mayores, tanto económicas económicas como un aumento de las mismas. Los Alumnos.-
RODAMIENTOS
INTRODUCCION
En
busca
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de mejorar el rend rendim imie ient nto o mec mecánic ánico o
de
las maquinas empl emplea eamo mos s dife difere rent ntes es inst instru rume ment ntos os que que ayud ayudan an a mejo mejora rarr
la movilidad interna
de
esta.
Uno
de
estos
son
los
rodamientos, los cuales alargan la vida útil de las piezas rotacionales, dand ando
una una mayor ayor dura durab bilid ilidad ad y control de
la temperatura en
los puntos de fricción. Exis Existe ten n vari varios os tipo tipos s de nece necesi sida dade des s
roda rodami mien ento tos s
del del mercado buscan
rodamientos;
es
así como í como hoy
avanzar en
día
y día tras en
día
las
la calidad de
las industrias
l os
sacan
al mercado gran variedad de alternativas en cuanto a rodamientos Ahora bien, están compuestos por un conjunto de esferas que se encuentran unidas por un anillo interior y uno exterior, y produce movimiento al objeto que se coloque sobre este y se mueve sobre el cual se apoya. Los rodamientos se denominan también cojinetes no hid hidrod rodinám inámic ico os.
Teóri eórica came ment nte, e,
esto estos s
coji cojine nettes
no
nece necesi sita tan n
lubr lubric icac ació ión, n, ya que que las las bola bolas s o rodi rodill llos os rued ruedan an sin sin desl desliz izam amie ient nto o dentro de una pista.
Los Alumnos.-
Rodamientos: Es el conjunto de esferas que se encuentran unidas por un anillo interior y uno exterior, ior, el rod rodamiento prod roduce movimiento al objeto que se coloque sobre este y se mueve sobre el cual se apoya. Los rodamientos se denominan también cojinetes no hidrodinámicos. Teóricamente, estos cojinetes no necesitan lubricación, ya que las bolas o rodillos ruedan sin deslizamiento dentro de una pista.
RODAMIENTOS
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Sin
embargo,
como
la velocidad de giro del
eje
no
es
nunca
exacta exactamen mente te consta constante nte,, las peque pequeñas ñas acele acelerac racion iones es produc producida idass por las fluctua fluctuacio cione ness de veloci velocidad dad produc producen en un desliz deslizami amient ento o relati relativo vo entre entre bola bola y pista. Este deslizamiento genera calor . Para disminuir esta fricción se lubrica el rodamiento creando una película de lubricante entre las bolas y la pista de rodadura. Las bolas, en su trayectoria circular, están sometidas alternativamente a cargas y descargas, lo que produce deformaciones alternantes, que a su vez provocan un calor de histéresis que habrá que eliminar. Depend Dependien iendo do de estas estas carga cargas, s, el cojine cojinete te se lubric lubricará ará simple simpleme mente nte por grasa o por baño de aceite, aceite, que tiene mayor capacidad de disipación de calor.
Constitución De Los Rodamientos: Los Los roda rodami mien ento toss son son elem elemen ento toss norm normal aliz izad ados os en dime dimens nsio ione ness y tolerancias. Esta normalización facilita la intercambiabilidad, pudiendo disponer repues repuestos tos de diferen diferentes tes fabrica fabricante ntes, s, asegur aseguran ando do un correc correcto to montaj montaje e sin necesidad de un ajuste posterior de los mismos. Están constituidos por dos o más aros concéntricos, uno de los cuales va alojado en el soporte (aro exterior) y el otro va montado en el árbol (aro interior). Entre los dos aros se disponen los elementos elementos rodantes rodantes (bolas, (bolas, rodillos rodillos cilíndrico cilíndricos, s, rodillos rodillos cónicos, cónicos, rodillos rodillos esféricos, etc.), los cuales ruedan sobre las pistas de rodadura practicadas en los aros, permitiendo la movilidad de la parte giratoria respecto a la fija. Para conseguir que guarden la debida distancia entre sí, los elementos rodantes van alojados en una pieza de chapa estampada, denominada, jaula porta bolas o portar rodillos.
RODAMIENTOS
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Duración o Vida Útil De Un Rodamiento Cada rodamiento tiene una vida útil pre-calculada. No obstante, las inve invest stig igac acio ione ness han han demo demost stra rado do que, que, por por varia variass razo razone nes, s, no todo todoss los los roda rodami mien ento toss cons consig igue uen n alca alcanz nzar arla la.. Las Las etap etapas as impo import rtan ante tess que que afec afecta tan n considerablemente a la vida útil de un rodamiento se pueden reconocer durante el ciclo de vida del mismo. Estas etapas son: montaje y lubricación, alineación, re-lubricación, monitorización básica de estado y desmontaje.
Las etapas en el ciclo de vida de un rodamiento son extremadamente importantes para que el rodamiento logre su vida útil máxima. Aplicando las adecuadas prácticas de mantenimiento y utilizando las herramientas correctas, usted puede prolongar considerablemente la vida útil de sus rodamientos y aumentar la productividad y la eficiencia de su planta de
RODAMIENTOS
producción.
Montaje y lubricación Incluye herramientas mecánicas de montaje, calentadores de inducción y equipos hidráulicos. El montaje es una de las etapas críticas del ciclo de vida del rodamiento. Si el roda rodami mien ento to no se mont monta a corr correc ecta tame ment nte e util utiliz izan ando do los los méto método doss y herramientas adecuados, su vida útil se verá reducida. La lubricación también supone una etapa importante en el procedimiento de montaje. Para lograr un rendimiento óptimo es fundamental seleccionar la grasa adec adecua uada da para para cada cada apli aplica caci ción ón.. Adic Adicio iona nalm lmen ente te,, la cant cantid idad ad de gras grasa a empleada y el método de lubricación pueden afectar definitivamente a la vida útil del rodamiento.
Alineación Incl Incluy uye e herra herrami mien enta tass de alin alinea eaci ción ón de ejes ejes,, de pole poleas as,, y chap chapas as cali calibr brad adas as,, Tras Tras el mont montaj aje e del del roda rodami mien ento to en la apli aplica cacción, ión, un moto motor r conectado a una bomba por ejemplo, se debe alinear la aplicación. Si la aplicación no está correctamente alineada, la desalineación puede provocar una carga adicional en el rodamiento, así como fricción y vibración. Estos factores pueden acelerar la fatiga y reducir la vida del rodamiento y de otros componentes de la máquina.
Asimismo, una mayor vibración y fricción puede incrementar el consumo energético significativamente y el riesgo de fallos prematuros.
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RODAMIENTOS
Re-lubricación Incluye grasas para rodamientos, lubricadores manuales y automáticos y accesorios de lubricación. Durante el funcionamiento, el rodamiento requiere unas prácticas de re-lubricac re-lubricación ión adecuada adecuadass para optimizar optimizar su rendimient rendimiento. o. Resu Resultlta a esen esenci cial al sele selecc ccio iona narr una una gras grasa a apro apropi piad ada a para para la aplic aplicac ació ión n y suministrarla en cantidades adecuadas y a intervalos correctos para lograr la máxima vida útil del rodamiento. Adicionalmente, el método de re-lubricación util utiliz izad ado o pued puede e cont contrib ribui uirr sign signifific icat ativ ivam amen ente te a opti optimi miza zarr la vida vida útil útil del del rodamiento. Una lubricación continua con el uso de lubricadores automáticos proporciona un suministro de grasa uniforme, correcta y sin contaminantes, al contrario que los métodos manuales de re-lubricación.
Monitorización Básica De Estado Incluye instrumentos de medición de temperatura, ruido, velocidad y vibración. Durante el funcionamiento es importante inspeccionar el estado del rodami rodamient ento o regula regularme rmente nte realiza realizando ndo una monito monitoriz rizaci ación ón básica básica de estado estado,, como por ejemplo: mediciones de temperatura, vibración y ruido. Esta Estass insp inspec ecci cion ones es frec frecue uent ntes es le perm permititirá irán n dete detect ctar ar prob problem lemas as potenciales y le ayudarán a prevenir paradas inesperadas de la maquinaria. Consecuentemente, se pueden planificar los intervalos de mantenimiento de la máqu máquiina acor acord de con con el progr rogra ama de prod produc ucci ción ón,, incr increm eme enta ntando ndo la productividad y la eficiencia de la planta.
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RODAMIENTOS
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Desmontaje Incluye extractores, tanto mecánicos como hidráulicos, calentadores de inducción y equipos hidráulicos. En algún momento, el rodamiento alcanzará el final de su vida útil y tendrá que ser reemplazado. Aunque dicho rodamiento rodamiento no se vuelva a utilizar, es muy importante desmontarlo correctamente para no comprometer la vida útil del rodamiento de repuesto. En primer lugar, el uso de métodos de desmontaje adecuados evitará daña dañarr los los otro otross comp compon onen ente tess de la máqu máquin ina, a, como como el eje eje y el sopo soport rte, e, frecuentemente reutilizados. En segundo lugar, el uso de técnicas técnicas de desmontaje desmontaje incorrectas incorrectas puede suponer un peligro para el operario.
Almacenamiento y manipulación Los rodamientos se deben almacenar en un entorno fresco, limpio y con poca humedad, que esté libre de polvo, impactos y vibraciones. Por lo tanto, se debe evitar almacenar los rodamientos directamente sobre el suelo. Si se mantienen rodamientos en existencia, es importante rotar l as existencias El manten mantenimi imient ento o más sencil sencillo lo y eficaz eficaz del rodami rodamient ento o consi consiste ste en mant manten ener erlo lo limp limpio io.. La cont contam amin inac ación ión redu reduci cirá rá la vida vida útil útil de cualq cualqui uier er rodamiento, y la importancia de la limpieza nunca se enfatiza lo suficiente. Para el mantenimiento de los rodamientos son importantes Las siguientes consideraciones: •
Todos los componentes deben estar limpios y secos.
RODAMIENTOS •
El material de limpieza se debe poder adquirir fácilmente.
•
No se debe ebe util utiliz izar ar borr borra a de alg algodó odón para limp limpia iarr ni seca ecar los los rodamientos.
•
Es impre impresc scin indi dibl ble e que que el mont montaj aje e se real realic ice e con con las mano manoss y las las herramientas limpias. Antes del montaje del rodamiento siempre se debe tener En cuenta lo siguiente:
•
Compruebe que el soporte y el eje estén limpios y no dañados.
•
Compruebe que el nuevo rodamiento sea idéntico al sustituido.
•
Compr ompru uebe ebe que el lubr lubric ica ante nte empl emplea eado do esté esté limp limpio io y que que sus especificaciones sean las correctas.
•
Compruebe que dispone de las herramientas y equipos necesarios al alcance de la mano.
•
Mantenga limpia el área de trabajo.
•
Durante el montaje del rodamiento siempre se debe tener en cuenta lo siguiente:
•
No retire el envoltorio del rodamiento hasta el último momento.
•
No intente lavar el rodamiento. El conservante empleado es compatible con los aceites y grasas con base de aceite mineral, y sólo debe ser elim elimin inad ado o del del aguj agujer ero o y del del diám diámet etro ro exte exterio riorr del del aro aro exte exteri rior or del del rodamiento. Para ello se puede utilizar un paño sin pelusa con un agente limpiador.
•
Compruebe que las fuerzas de montaje sólo se apliquen al aro del rodamiento con ajuste de interferencia.
•
Utilice un método de mínima fuerza con el máximo control.
•
Recubra ligeramente con aceite las superficies de contacto.
Seguridad En cual cualqu quie ierr luga lugarr de traba trabajo jo la segu seguri rida dad d del del oper operar ario io tiene tiene una una importancia capital. Para mantener tanto su seguridad como la de aquellos que le rodean, lea siempre los manuales de instrucciones antes de utilizar cualquier Producto, y preste especial atención a las advertencias de seguridad. •
Utili Utilice ce siem siempr pre e ropa ropa y gafa gafass de prot protec ecci ción ón al mont montar ar y desm desmon onta tar r rodamientos con elementos rodantes.
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RODAMIENTOS •
Utilic Utilice e siempr siempre e guant guantes es resist resistent entes es al calor calor al montar montar rodami rodamient entos os calentados y al desmontar rodamientos utilizando calor.
•
Por su propia seguridad, y para evitar daños en el rodamiento, no lo golpee directamente con ningún objeto duro como un martillo o un cincel.
•
Al desmontar rodamientos utilizando extractores mecánicos, asegúrese de elegir un extractor adecuado para la aplicación con la fuerza de extracción suficiente para ayudar a evitar la sobrecarga del extractor. La sobrecarga de un extractor puede provocar la rotura de sus garras o de su viga viga,, caus causan ando do daño dañoss pers person onal ales es.. La colo coloca caci ción ón de una una bols bolsa a protectora alrededor del extractor y del rodamiento reduce el riesgo de lesiones en caso de rotura de la garra del extractor o el husillo.
•
Recuerde que la presencia de corrosión en el ajuste de interferencia puede exigir una fuerza de desmontaje significativamente superior. Si el ajuste de interferencia está corroído, introduzca aceite para disolver o soltar el óxido.
•
Recuerde que es posible que sean necesarias fuerzas elevadas a la hora hora de desm desmon onta tarr los los roda rodami mien ento tos, s, y que que siem siempr pre e se debe debe tene tener r cuidado para evitar lesiones.
•
Mantenga limpia el área de trabajo; el buen orden y la limpieza reducen los accidentes.
Montaje Apro Aproxi xima mada dame ment nte e el 16% 16% de todo todoss los los fall fallos os prem premat atur uros os de los los rodamientos
está
causado
por
un
montaje
inadecuado
o el uso de técnicas de montaje incorrectas. Distintas aplicaciones pueden requerir métodos de montajes mecánicos, hidráulicos o por calentamiento para lograr un montaje correcto y eficiente de los rodamientos. Seleccionar el método de montaje apropiado para su aplicación ayudará a prolongar la vida útil de sus rodamientos y a reducir los costes generados por el fallo prematuro de los mismos, así como los posibles daños a la aplicación.
Montaje De Rodamientos En Frío
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RODAMIENTOS
Los Los roda rodami mien ento toss de tama tamaño ño pequ pequeñ eño o y medi median ano o gene genera ralm lmen ente te se montan en frío. Tradicionalmente, el rodamiento se monta con un martillo y un trozo de tubo. Esta práctica puede provocar la transmisión de fuerzas a través de los elementos rodantes, dañando los caminos de rodadura. El fallo prematuro puede ocasionarse como consecuencia del daño producido al montar un rodamiento incorrectamente. Los problemas típicos que pueden Causar fallos prematuros es: •
Daños causados durante el procedimiento de montaje.
•
Ejes y soportes incorrectos: ajustes demasiado fuertes o
demasiado flojos. •
Las
tuercas
de
retención
se
aflojan
durante
el
funcionamiento •
Ejes y soportes arañados y dañados.
•
Rodamientos montados incorrectamente.
Montaje Incorrecto Cuando los rodamientos se montan en frío se debe asegurar que las fuerzas de calado se aplican al aro con el ajuste de interferencia. Se pueden produc producir ir daños daños en el rodami rodamient ento o que que provo provocar carán án fallos fallos premat prematuro uross si se transmite la fuerza de montaje a través de los elementos rodantes causando daños a los caminos de rodadura
La distribución desigual de las fuerzas puede ocasionar daños en las pistas de rodadura
Montaje Correcto
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RODAMIENTOS
La forma correcta de minimizar el daño en un camino de rodadura es utilizar las herramientas específicas diseñadas por SKF - la serie TMFT. Estas Estas herram herramien ientas tas asegur aseguran an que las fuerza fuerzass de calado calado se aplica aplican n efectiva y suavemente al componente con el ajuste de interferencia evitando daños en los caminos de rodadura.
Con las correctas herramientas se evitan daños en las pistas
Montaje De Rodamientos En Caliente El Principio Del Calentamiento Por Inducción
Un calentador de inducción puede asemejarse a un transformador, el cual tiene una bobina con un gran número de espiras, denominada primaria, y una segunda bobina con sólo una o varias espiras, llamada secundaria. Dichas bobinas atraviesan una misma masa de hierro llamada núcleo. La relación entre la tensión a la entrada en la primaria y a la salida en la secundaria es igual a la relación entre el número de espiras de dichas bobinas, siendo constante la energía. Consecuentemente, por la secundaria circulará una corriente de baja tensión y alta intensidad. En el caso del calentador de inducción, la primaria se encuentra dentro del calentador, el rodamiento que se quiere calentar constituye la secundaria que forma una sola espira y los yugos forman el “núcleo”. Como
el
rodamien iento
no
presenta
disc iscontinuidades,
se
está
cort cortoc ocir ircu cuititan ando do la secu secund ndar aria ia.. Este Este hech hecho o prov provoc oca a un gran gran y rápi rápido do cale calent ntam amie ient nto o del del roda rodami mien ento to,, mien mientra trass que que el cale calent ntad ador or y los los yugo yugoss permanecen a la temperatura ambiente. Como este tipo de calentamiento induce una corriente eléctrica a través del rodamiento, éste se magnetiza.
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RODAMIENTOS
Es muy importante asegurar que al final del calentamiento, el r odamiento sea desmagnetizado evitándose así la atracción de numerosas y perjudiciales partículas metálicas hacia el rodamiento Los baños de aceite se suelen usar para calentar los rodamientos antes del monta montaje. je. No obstan obstante, te, este este método método puede puede contam contamina inarr el rodami rodamient ento, o, provocando el fallo prematuro del mismo. Hoy en día, el calentamiento por inducción es el método más común para para cale calent ntar ar los los roda rodami mien ento tos, s, ya que que perm permitite e un alto alto grad grado o de cont contro rol,l, eficiencia y seguridad.
La dife difere renc ncia ia de temp temper erat atur ura a requ requer erid ida a entr entre e el aro aro inte interi rior or del del roda rodami mien ento to y su asie asient nto o (eje (eje)) depe depend nde e de la magn magnititud ud del del ajus ajuste te de interferencia y el tamaño del rodamiento. Normalmente, una temperatura en el rodamiento de 80 a 90 °C por encima de la temperatura del eje es suficiente para el montaje. En general, no debe calentarse un rodamiento a más de 125°C, porque el material puede cambiar estructuralmente y producir alteraciones en diámetro o dureza. Los sobrecalentamientos locales deben ser evitados, en particular los producidos por el uso de sopletes o equipos de llama abierta. Úsen Úsense se guan guante tess term termos os resi resist sten ente tess y limp limpio ioss cuan cuando do se mont monten en rodamientos en caliente. Con aparatos elevadores se puede facilitar enormemente el montaje. Empuje el rodamiento hasta el resalte del eje y mantenga presionando el rodamiento en dicha posición durante algún tiempo hasta obtener el ajuste fuerte en el eje.
Montaje De Rodamientos Con Técnicas Hidráulicas
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RODAMIENTOS
Las técnicas hidráulicas de montaje de rodamientos fueron inventadas por SKF en la década de los años 40. Desde entonces, los métodos hidráulicos de SKF han sido desarrollados hasta convertirse en los métodos de montaje preferidos para rodamientos grandes así como para otros componentes. Esta Estass técn técnic icas as han han ayud ayudad ado o a simp simplilififica carr las las disp dispos osic icio ione ness de rodamientos y a facilitar un montaje correcto y sencillo.
Esta Estass técn técnic icas as han han ayud ayudad ado o a simp simplilififica carr las las disp dispos osic icio ione ness de rodamientos y a facilitar un montaje correcto y sencillo.
Capacidad De Carga Estática Y Dinámica De Un Rodamiento Las cargas estáticas que tienen componentes radiales y axiales se deben convertir a una carga estática equivalente. Ésta se define como la carga hipotética (radial para los rodamientos radiales y axial para los rodamientos axiales) que, de ser aplicada, causaría en el rodamiento la misma carga máxima sobre los elementos rodantes que las cargas reales. Se obtiene con la siguiente ecuación general
P0 = X0Fr + Y0Fa Donde P0
=
carga estática equivalente, kN
Fr
=
carga radial real del rodamiento (ver más abajo), kN
Fa
=
carga axial real del rodamiento (ver más abajo), kN
X0
=
factor de carga radial del rodamiento
Y0
=
factor de carga axial del rodamiento
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RODAMIENTOS
La Capacidad de Carga Estática
Se aplica a los cálculos cuando los rodamientos giran a velocidades menores de 10 r/min, están sujetos a movimientos oscilantes muy lentos o perman permanec ecen en estac estacion ionari arios os bajo bajo carga carga durant durante e determ determina inados dos períod períodos os de tiempo. Las Las carg cargas as está estátitica cass no son son solo solo las las que que se apli aplica can n cuan cuando do el rodamiento está parado o con velocidades de giro muy bajas; deben tenerse en cuenta las cargas de choque pesadas (cargas de duración muy breve). Unas carg cargas as está estátitica cass exce excessivas ivas pued pueden en comp compro rome mete terr la inte integr grid idad ad de un rodamiento provocando deformaciones plásticas en las superficies de contacto. La capacidad de carga estática Co se usa en los cálculos cuando los roda rodami mien ento toss gira giran n a velo veloci cida dad d muy muy baja bajas, s, cuan cuando do está están n some sometitido doss a movimientos lentos de oscilación o cuando están estacionarios bajo carga durante ciertos periodos. También debe tomarse en cuenta cuando sobre un rodamiento giratorio (sometido a esfuerzo dinámico) actúan elevadas cargas de choque de corta duración. Las Las capa capaci cida dade dess de carg carga a de los los roda rodami mien ento toss SKF SKF se han han determinado de acuerdo a la norma ISO 281: 1990.Los valores están basados en los materiales y las técnicas de fabricación empleadas por SKF en la producción estándar y son validas para cargas constantes, tanto en magnitud como en dirección, radiales para rodamientos radiales y axiales centrada para rodamientos axiales. La capacidad estática se define según ISO 76:1987 como la carga estática a la que corresponde una tensión calculada en el centro de superficie de contacto más cargada entre elementos rodantes y caminos de rodadura de: •
_4600 Mpa para los rodamientos de bolas a rotulas.
•
_4200 Mpa para todos los demás rodamientos de bolas.
•
_4000 Mpa para todos los demás rodamientos de rodillos. Esta Esta tensió tensión n produc produce e una deform deformaci ación ón perman permanent ente e total total del
elemento rodante y del camino de rodadura que es apro. Igual a 0,0001 del diám diámet etro ro del del alen alentó tó roda rodant nte e .Las .Las carg cargas as son son pura purame ment nte e radi radial ales es para para rodamientos radiales y cargas axiales centradas para rodamientos axiales.
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RODAMIENTOS
La capacidad de Carga Dinámica Se usa para los cálculos de vida de rodamientos sometidos a esfuerzos dinámicos, como los que giran bajo carga. Esta capacidad, definida en la norma ISO 281, expresa la carga del rodamiento que ofrecerá una vida nominal (L10) de un millón de revoluciones. Las cargas dinámicas se deben comprobar utilizando un ciclo de trabajo representativo o espectro de las condiciones de carga del rodamiento, incluyendo las posibles cargas de pico (pesadas) que puedan ocurrir. La capacidad de carga dinámica C se usa para los cálculos en que interv intervien ienen en rodami rodamient entos os somet sometido idoss a esfuer esfuerzo zo dinámi dinámicos cos,, es decir, decir, al seleccionar un rodamiento que gira sometido a carga, y expresa la carga que puede soportar el rodamiento alcanzando una vida nominal de 1.000.000 de revoluciones.
Selección Del Tipo De Rodamiento Cada Cada tipo tipo de rodami rodamient ento o prese presenta nta propie propiedad dades es caract caracterí erísti sticas cas que dependen de su diseño y que lo hacen más o menos adecuado para una aplicación determinada. Por ejemplo, los rodamientos rígidos de bolas pueden soportar cargas radiales moderadas, así como cargas axiales. Tienen una baja fricción y pueden ser fabricados con una gran precisión y con un diseño de funcionamiento silencioso. Por tanto, estos rodamientos son los preferidos para los motores eléctricos de tamaño pequeño y mediano. Los rodamientos CARB y de rodillos a rótula pueden soportar cargas muy elevad elevadas as y son auto auto alinea alineable bles. s. Estas Estas propie propieda dades des hacen hacen que sean sean especi especialm alment ente e adecua adecuados dos,, por ejemp ejemplo, lo, para para aplica aplicacio ciones nes de ingeni ingenierí ería a pesada, donde las cargas son muy elevadas y producen flexiones del eje y desalineaciones. En muchos casos, sin embargo, se deben considerar diversos factores y contrastarlos entre sí a la hora de seleccionar un tipo de rodamiento, por tanto, no es posible dar unas reglas generales. La información facilitada a continuación, debe servir para indicar los factores más importantes a considerar a la hora de seleccionar un tipo de rodamiento estándar, y facilitar así una elección apropiada: • • • •
espacio disponible cargas desalineación precisión
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RODAMIENTOS • • • • • •
•
velocidad funcionamiento silencioso rigidez desplazamiento desplazamiento axial montaje y desmontaje obturaciones integradas
Principios para la selección y aplicación de los rodamientos Una Una compo ompossició ición n de roda rodam mient ientos os no solo solo se com compone pone de una deter etermi mina nada da nume umero de rod rodamie amient ntos os,, sino ino que tam también ién incl inclu uye los los componentes asociados con ellos (ejes, soportes, etc.) El lubricante es también muy importante y, en la mayoría de los casos, se precis precisa a proteg proteger er los rodami rodamient entos os median mediante te obtura obturacio ciones nes para para evitar evitar la pérdida de lubricante y la entrada de humedad y otros contaminantes. El diseño de una de una disposición de rodamientos exige la selección de un tipo adecuado de rodamiento y la disposición adecuada del tamaño de rodamiento, pero eso no basta. Tamb Tambié ién n hay hay que que cons consid ider erar ar otro otross aspe aspect ctos os:: tipo tipo y la cant cantid idad ad de lubricante, ajuste y juego interno del rodamiento apropiados, forma adecuada de los demás componentes de la disposición, obturaciones eficaces, etc. cada decisión individual influye en el rendimiento, la fiabilidad y la economía de la disposición de los rodamientos.
Selecció Sele cción n Del De l Tipo Ti po De D e Ro damiento amie nto Cada Cada tipo tipo de rodami rodamient ento o prese presenta nta propie propiedad dades es caract caracterí erísti sticas cas que dependen de su diseño y que lo hacen más o menos adecuado para una aplicación determinada. Por ejemplo, los rodamientos rígidos de bolas pueden soportar cargas radiales medias, así como cargas axiales. Tienen un bajo rozamiento y se pueden producir se con una alta precisión y en variantes de trabajo silencioso .Este tipo de rodamiento es preferidos. Por consiguiente, para motores eléctricos de tamaño pequeño y medio .Loa rodamientos de rodillo a rotula pueden soportar cargas muy pesadas y son auto alineables. Estas Estas propie propiedad dades es hacen hacen que sean sean espec especial ialmen mente te adecu adecuado ados, s, por ejem ejempl plo, o, para para apli aplica caci cion ones es en inge ingeni nier ería ía pesa pesada da,, dond donde e las las carg cargas as son son extremas y producen deformaciones y desalineaciones.
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RODAMIENTOS
En much muchos os caso casos, s, sin sin emba embarg rgo, o, cuan cuando do se sele selecc ccio iona na el tipo tipo de rodamiento tienen que considerarse diversos factores y contrastarlos entre si, razón por la cual no es posible dar una reglas generales de selección.
Espacio disponible Hay muchos casos que al menos una de las dimensiones principales del rodamiento, generalmente el diámetro del agujero, viene determinado por las características de diseño de la maquina a la que va destinado. Para ejes de pequeño diámetro, se pueden utilizar cualquier tipo de rodamiento de bolas, siendo los rodamientos rígidos de bolas los más comúnmente utilizados; los roda rodami mien ento toss de aguj agujas as son son tamb tambié ién n adec adecua uado doss .Par .Para a ejes ejes de gran grande dess diámetros, se puede considerar los rodamientos de rodillos cilíndricos , los de rodillo a rotula y los de rodillos cónicos ,así como los rodamientos rígidos de bolas . Cundo el espacio radial disponible es limitado, deberán seleccionarse rodamientos de pequeña sección, particularmente de los baja altura de sección, como los rodamientos de la serie de diámetro de 8 a 9 .cabe mencionar en especial las coronas de aguja , los casquillos de agujas y los rodamientos de agujas con o sin aro interior.
Cargas Magnitud de la carga .Este es normalmente el factor más importante para determinar el tamaño del rodamiento a utilizar .En general ,para una mismas dimensiones principales ,los rodamientos de rodillos pueden soportar mayo mayore ress carg cargas as de roda rodami mien ento toss de bola bolass ,y los los roda rodami mien ento toss lleno llenoss de elementos rodantes pueden soportar mayores cargas que los rodamientos con jaula correspondientes. Los rodamientos de bolas son las más usados cuando las cargas son pequeñas o moderadas; los rodamiento de rodillos son la elección más adecuadas para cargas pesadas y ejes de grandes diámetro.
Dirección de la carga : Carga radial:
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RODAMIENTOS
Con Con las las exce excepc pcion iones es de los los roda rodami mien ento toss de rodi rodillo lloss cilín cilíndr dric icos os sin sin pestañas en algunos de sus aros (tipo UN y N) y de los rodamientos radiales de agujas que solo son adecuados para cargas estrictamente radiales, todos los demás demás rodami rodamient entos os radiale radialess pueden pueden soport soportar ar tanto tanto carga cargass radiale radialess como como axiales.
Carga axial Los rodamientos axiales de bolas y los rodamientos de cuatro puntos de contacto son los tipos más adecuados para cargas axiales puras pequeñas y moderadas. Los rodamientos axiales de bolas de simple efecto solo pueden soportar cargas axiales en un solo sentido; para cargas axiales en ambos sentidos se necesitan rodamientos de doble efecto. Los rodamientos axiales de bolas con contacto angular pueden soportar cargas axiales moderadas a altas velocidades; los rodamientos de simple efecto pueden soportar también cargas radiales actuando simultáneamente, mientras que los rodamientos de doble efecto normalmente solo se usan para cargas axiales puras. Para cargas axiales moderadas moderadas y pesada pesada actuando actuando en un solo sentido, sentido, los rodamientos más adecuados son los rodamientos axiales de agujas, los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos y los de rodillo cónicos de simple efecto, así como los rodamientos axiales de rodillo a rotula , que también son capaces de soportar cargas radiales .
Carga combinada: Una carga de carga combinada consta de una carga radial y una carga axial que actúan simultáneamente. La capacidad que tiene un rodamiento de soportar una carga axial está determinada por su ángulo de contacto alfa, cuando mayor sea este ángulo, tanto más adecuado v este rodamiento para soportar carga axial. El factor de cálculo y que disminuye al aumentar el ángulo de compacto, proporciona una indicación de esta capacidad para soportar cargas axiales. Para ara soport portar ar carga argass com combina binada dass se usan san princ rincip ipa almen lmente te los los roda rodami mien ento toss de bola bolass con con cont contac acto to angu angula larr de una una de dos dos hiler hileras as y los los rodamientos de rodillos cónicos de una hilera aunque los rodamientos rígidos de bolas y los rodamientos de rodillos de rotula son también adecuados.
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RODAMIENTOS
Momentos Cuando la carga actúa excéntricamente sobre el rodamiento puede dar luga lugarr a mome moment ntos os flec flecto tore res. s. Los Los roda rodami mien ento toss de dos dos hile hilera rass tant tanto o los los rodamientos rígidos de bolas como los de bolas con contacto angular ,pueden soportar momentos flexores ,pera son más adecuados las parejas de una hilera de bolas con contacto angular o de rodillo cónicos sobre todo en disposición espalda con espalda ,así como los rodamientos de rodillos cilíndricos cruzados o de rodillos cónicos cruzados
Desalineación Las desalineaciones angulares entre el eje y el soporte pueden ser originadas, por ejemplo, por flexión del eje bajo la carga de funcionamiento, cuan cuando do los los asie asient ntos os de los los roda rodami mien ento toss en los los sopo soport rtes es no han han sido sido mecanizados en una solo a operación o cuando los ejes están soportados por rodamientos montados en soportes separados y a gran distancia entre sí. Los llamados rodamientos rígidos no pueden compensar desalineación alguna o su capacidad para absorber desalineaciones, sin que aparezcan sobrecargas, es muy pequeña Por otra parte los rodamientos auto alienables, como los de bolas a rotulas, los de rodillo a rotula y los axiales de rodillo a rotula son adecuados para absorber las desalineaciones originadas bajo las cargas de funcionamiento y también los errores de alineación resultante s del mecanizado o en montaje.
Precisión Se requieren rodamientos de un grado de precisión mayor que la normal para aquellas disposiciones que hayan de funcionar con rigurosas exigencias de exactitud (por ejemplo, las disposiciones de rodamientos de los husillos de maquinas-herramientas) así como la mayoría de los casos que precisan de velocidades de funcionamiento muy elevadas.
Velocidad La velocidad a la cual un rodamiento puede funcionar viene limitada por la temp temper erat atur ura a máxi máxima ma perm permis isib ible le de func funcio iona nami mien ento to .Los .Los tipo tiposs de bajo bajo rozamiento dan lugar a una generación interna de calor escasa en el propio roda rodami mien ento to y por por cons consig igui uien ente te los los más más usad usados os para para func funcio iona narr a alta altass velocidades.
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RODAMIENTOS
Las máximas velocidades pueden obtenerse con los rodamientos rígidos de bolas cuando las cargas son radiales puras, y con los rodamientos de bolas con contacto angular para cargas combinadas.
Funcionamiento silencioso En ciertas aplicaciones ,por ejemplo, pequeños motores eléctricos de electrodomésticos y equipos de oficina , el ruido producido por el motor al funcionar constituye un factor importante y puede influir en la elección del rodamiento .Hay rodamientos rígidos de bolas especialmente fabricados para estas aplicaciones.
Rigidez La rigi rigide dezz de un roda rodami mien ento to se cara caract cter eriz iza a por por la magn magnititud ud de la deformación elástica del rodamiento cargado. En la mayoría de los casos, esta deformación es muy pequeña y puede despreciarse. En muy pocos casos, por ejemp ejemplo, lo, en huesil huesillos los de máqui máquinas nas-he -herra rramie mienta ntas, s, o en transm transmisi isione oness de engranajes cónicos, la rigidez es un factor importante. Debido a las condiciones de contacto entre los elementos rodantes y los caminos de rodadura, los rodamientos de rodillos cilíndricos o los rodillos cónicos, son más rígidos que los rodamientos de bolas. La rigidez de los rodamientos puede aumentarse aún aplicando una precarga.
Desplazamiento axial Un eje u otro elemento de máquina van normalmente soportados sobre un rodamiento fijo y un rodamiento libre. Los rodamientos fijos proporcionan encl enclav avam amie ient nto o axia axiall en ambo amboss sent sentid idos os al elem elemen ento to de la máqu máquin ina. a. Los Los roda rodami mien ento toss más más adec adecua uado doss para para este este fin son son los los que que abso absorb rben en carg cargas as combinadas, o los que pueden proporcionar fijación axial en combinación con un segundo rodamiento. Los rodamiento rodamientoss libres deberán permitir los desplazam desplazamientos ientos axiales para que los rodamientos no sufran esfuerzos adicionales como resultado, por ejemplo, de la dilatación térmica del eje. Entre los rodamientos más adecuados figuran los rodamientos de aguja y los de rodillo cilíndrico con uno de los aros sin pestaña (tipo UN y N); pueden usarse también los rodamientos de rodillo cilíndrico tipo NJ y alguno de los tipos de rodamiento de rodillo cilíndrico llenos de rodillo. Estos rodamientos permiten el desplazamiento axial de los rodillos
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con respecto a uno de los caminos de rodadura por lo que tanto los aros interiores como los exteriores pueden montarse con ajuste de interferencia.
Montaje Y Desmontaje Rodamiento Con Agujeros Cilíndricos Los rodamiento con agujeros cilíndricos son más fáciles de montar cuando son de diseño desarmable, particularmente se precisan ajustes de interferencia para los dos aros. Se prefieren también cuando se precisan un frecuente montaje y desmontaje de rodamiento. Los aros interiores de estos rodamientos, por ejemplo, los rodamientos de rodillos cilíndricos, los de rodillos cónicos y los de agujas, se pueden montar independientemente de los aros exte exteri rior ores es.. Entr Entre e los los tipos tipos de roda rodami mien ento toss no desa desarm rmab able less figur figuran an los los rodamientos rígidos de bola, los de bolas a rótulas y los de bolas con contacto angu angula lar, r, así así como como:: Los Los roda rodami mien ento toss de rodi rodillllo o a rótu rótula. la. Roda Rodami mien ento to Con Con Agujeros Cónicos .Los rodamientos con agujeros cónicos pueden montarse sobre un eje cónico o sobre un eje cilíndrico usando un manguito de fijación o de desmontaje. Son fáciles de montar y de desmontar.
Capacidad De Carga Y Vida El tamaño del rodamiento que va a ser utilizado para una determinada aplic aplicac ació ión n se sele selecc ccio iona na inic inicia ialm lmen ente te en base base a su capa capaci cida dad d de carg carga, a, comparada con las cargas que deberá soportar, y a las exigencias de duración y de fiabilidad requerida por la aplicación en cuestión. La velocidad de carga se expresa en los cálculos por medio de valores numéricos que representan las capacidades de carga nominales básicas de los rodamientos. En las tablas tablas de rodamientos, rodamientos, se indican indican los valores valores de capacidad capacidad de carga dinámica C y de capacidad de carga estática Con de los diferentes rodamientos.
Materiales Utilizados Para Su Diseño El rendimiento y la fiabilidad de los rodamientos vienen determinados en gran medida por los materiales de los cuales se fabrican los componentes de los mismos. Entre las consideraciones típicas para los aros y los elementos rodantes de los rodamientos se encuentran la dureza para la capacidad de carga, la resi resist sten enci cia a a la fatig fatiga a bajo bajo cond condic icio ione ness de cont contac acto to de roda rodadu dura ra,, bajo bajo
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RODAMIENTOS
condiciones de lubricación limpias o contaminadas, y la estabilidad dimensional de los componentes del rodamiento. Entr Entre e las las cons consid ider erac acio ione ness para para la jaul jaula a se incl incluy uyen en la fric fricci ción ón,, la deformación, las fuerzas de inercia y, en algunos casos, el efecto químico de determinados lubricantes, disolventes y refrigerantes. La importancia relativa de esta estass cons consid ider erac acio ione ness se pued puede e ver ver afec afecta tada da por por otro otross pará paráme metro tross de funcionamiento, como por ejemplo la corrosión, las temperaturas elevadas, las cargas de choque o la combinación de estas y otras condiciones. Hay que destacar destacar que las fabricas fabricas de rodamientos rodamientos deben deben de disponer disponer de la capa capaci cida dad d y de las las inst instala alaci cion ones es nece necesa sari rias as para para util utiliz izar ar una una gran gran variedad de materiales, procesos de fabricación y recubrimientos. Las obtura obturacio cione ness rasant rasantes es integra integradas das en los rodami rodamient entos os tambié también n pueden tener una considerable influencia en el rendimiento y en la fiabilidad del rodamiento. Los materiales de los que están fabricadas deben ofrecer una excelente resistencia térmica, química y a la oxidación. Para satisfacer las necesidades de las diversas aplicaciones, la empresa líder líder como como SKF SKF usa usa dife difere rent ntes es mate materi rial ales es para para los los aros aros,, los los elem elemen ento toss roda rodant ntes es,, las las jaula jaulass y las las obtu obturac racio ione ness de los los roda rodami mien ento tos. s. Es más, más, en aplicaciones en las que no se puede conseguir una lubricación suficiente o si se debe evitar el paso de corrientes eléctricas a través de los rodamientos, los rodamientos SKF se pueden suministrar con recubrimientos especiales. Materiales usados para los rodamientos - Materiales usados para los aros y elementos rodantes de los rodamientos
Aceros De Temple Total El acero de temple total más comúnmente usado para los rodamientos es un acero al cromo, que contiene aproximadamente un 1 % de carbono y un 1,5 % de cromo según la normativa ISO 683-17:1999. A día de hoy, el acero al cromo rico en carbono es uno de los aceros más antiguos y más investigados, debido a que las exigencias de duración de los rodamientos son cada vez mayores. La composición de este acero para rodamientos ofrece un equilibrio óptimo entre la fabricación y el rendimiento de la aplicación. Normalmente, este
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RODAMIENTOS
acero recibe un tratamiento térmico martensítico o bainítico, durante el cual se endurece hasta un rango de 58 a 65 HRC. En los últimos últimos años, años, los desarrollos desarrollos en los procesos procesos de producción producción han permitido unas especificaciones de pureza más estrictas, lo que ha tenido una sign signifific icat ativ iva a infl influe uenc ncia ia en la cons consis iste tenc ncia ia y la cali calida dad d del del acer acero o para para roda rodami mien ento tos. s. La redu reducc cció ión n del del oxíg oxígen eno o y de las las inclusione inclusioness no metálicas metálicas perjudiciales ha mejorado significativamente las propiedades de los aceros para rodamientos.
Aceros Templados Por Corrientes De Inducción El temp templa lado do de la supe superf rfic icie ie por por corr corrie ient ntes es de indu inducc cció ión n ofre ofrece ce la posi posibi bililida dad d de temp templa larr de form forma a sele select ctiv iva a el cami camino no de roda rodadu dura ra de un componente sin que el resto del componente se vea afectado por este proceso. El grado del acero y el proceso de fabricación empleados antes del proceso de templado por corrientes de inducción, determinan las propiedades del área no afectada, lo que significa que se puede conseguir una combinación de propiedades en un componente. Un ejemplo de esto sería una unidad de rodamientos para cubos de ruedas (HBU) con pestaña, donde las propiedades de la pestaña sin templar han sido diseñadas para resistir la fatiga estructural, mientras que el camino de rodadura ha sido diseñado para resistir la fatiga de contacto de rodadura.
Aceros De Cementación Los aceros aleados al cromo-níquel y al cromo-manganeso según la normativa ISO 683-17:1999 con un contenido de carbono de aproximadamente el 0,15 % son los aceros más utilizados. En las las aplic aplicac acio ione ness en las las que que exis existe ten n ajus ajuste tess apre apreta tado doss de gran gran resistencia a la tracción y cargas de choque pesadas, se recomienda utilizar rodamientos con aros y/o elementos rodantes cementados.
Aceros Inoxidables Los aceros inoxidables más utilizados para los aros y los elementos rodantes de los rodamientos son aquellos con un alto contenido de cromo X65C X65Cr1 r14, 4, segú según n la norm normat ativ iva a ISO ISO 683683-17 17:1 :199 999 9 y X105 X105CrM CrMo1 o17 7 segú según n la normativa EN 10088-1:1995. Se debe debe advert advertir ir que, que, para para cierta ciertass aplic aplicaci acione ones, s, los recubr recubrimie imiento ntoss resistentes a la corrosión pueden ser una buena alternativa al acero inoxidable.
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Aceros Para Rodamientos Resistentes A Las Altas Temperaturas Según el tipo de rodamiento, r odamiento, los rodamientos estándar hechos de aceros de tem temple ple tota totall y de temp templle super uperfi ficcial ial tien tiene en una una temp tempe eratu ratura ra de funcionamiento máxima recomendada, que varía entre 120 y 200 ºC. La temp temper erat atur ura a
de func funcio iona nami mien ento to
máxi máxima ma
está está dire direct ctam amen ente te
relacionada con el tratamiento térmico aplicado a los componentes durante su fabricación. Para temperaturas de funcionamiento de hasta 250 ºC, se puede aplicar un tratamiento térmico especial (estabilización). En estos casos se debe tener en cuenta una reducción de la capacidad de carga del rodamiento. Para los rodamientos que funcionan a temperaturas elevadas (más de 250º 250ºC) C) dura durant nte e larg largos os perí períod odos os de tiem tiempo po,, se debe deben n util utiliz izar ar acer aceros os hiperaleados como el 80MoCrV42-16, fabricado según la normativa ISO 68317:1999, ya que conservan su dureza y las características de funcionamiento del rodamiento, incluso bajo las temperatura más extremas.
Cerámica La cerámica normalmente utilizada para fabricar los aros y los elementos rodantes de los rodamientos es un material de nitruro de silicio con calidad para rodamientos. Está formado por granos alargados de nitruro de silicio beta en una matriz matriz vítrea vítrea.. Ofrece Ofrece una una combin combinaci ación ón de propie propiedad dades es favora favorable bless para para los rodamientos, como una gran dureza, baja densidad, baja dilatación térmica, gran resistencia a la electricidad, baja constante dieléctrica y no se ve afectada por los campos magnéticos.
Materiales Para Las Jaulas Jaulas de chapa de acero
La mayoría de las jaulas embutidas de chapa de acero están hechas de chapa de acero con un bajo contenido de carbono, laminado en caliente según la normativa (DIN) EN 10111:1998. Estas jaulas ligeras tienen una resistencia relativamente alta, y su superficie puede ser tratada para reducir en mayor medida la fricción y el desgaste. Las jaulas embutidas normalmente utilizadas en los rodamientos de acero acero inoxid inoxidabl able e están están hechas hechas de acero acero inoxid inoxidabl able e X5CrNi X5CrNi1818-10 10 según según la normativa EN 10088-1:1995.
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Jaulas mecanizadas de acero
Normalmente, las jaulas mecanizadas de acero están fabricadas con acero para construcciones sin aleación del tipo S355GT (St 52) según la normativa EN 10 025:1990 + A:1993. .Con el fin de mejorar las propiedades de deslizamiento y de resistencia al desgaste, la superficie de algunas jaulas mecanizadas de acero lleva un tratamiento. Las jaulas mecanizadas de acero se usan para los rodamientos de gran tamaño, o en aplicaciones en las que existe el riesgo de que se produzca una rotura por corrosión inter granular, causada por una reacción química si se usa una jaula de latón. Las jaulas de acero se pueden utilizar a temperaturas de funcionamiento de hasta 300 ºC. Estas jaulas no se ven afectadas por los lubricantes con base de aceite mineral o sintético que normalmente se utilizan en los rodamientos, ni por los disolventes orgánicos usados para limpiar los mismos.
Jaulas de chapa de latón Las jaulas de chapa de latón se usan en algunos rodamientos pequeños y medianos. El latón utilizado en estas jaulas cumple con la normativa EN 1652:1997. En las aplicaciones en las que se pueda producir una rotura por corr corros osió ión n inte interg rgra ranu nula larr en la chap chapa a de lató latón, n, como como por por ejem ejempl plo o en los los compresores para refrigeración que utilizan amoniaco, se deben utilizar en su lugar jaulas mecanizadas de latón o de acero.
Jaulas Mecanizadas De Latón La mayoría de las jaulas de latón están mecanizadas de latón fundido o forjado CW612N según la normativa EN 1652:1997. Estas jaulas no se ven afectadas por los lubricantes más comunes para rodamientos, incluyendo los aceites y grasas sintéticos, y se pueden limpiar usando disolventes orgánicos normales. Las jaulas de latón no se deben utilizar a temperaturas superiores a 250 ºC.
Jaulas De Polímero Poliamida 6,6
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Para la mayoría de las jaulas moldeadas por inyección se utiliza la poliamida 6,6. Este material, con o sin refuerzo de fibra de vidrio, se caracteriza por una combinación favorable de resistencia y elasticidad. Las propie propiedad dades es mecáni mecánicas cas de los materi materiale aless polimé poliméric ricos, os, como como la resistencia y la elasticidad, dependen de la temperatura y están sometidas a cambios permanentes bajo las condiciones de funcionamiento, a lo que se denomina envejecimiento. Los factores más importantes que participan en el envejecimiento son la temp temper erat atur ura, a, el tiemp tiempo o y el medi medio o (lubr (lubric ican ante te)) al que que se ve expu expues esto to el polímero.
En este diagrama se ilustra la relación entre estos factores para la poliamida 6,6 reforzada con fibra de vidrio. Parece ser que la vida de la jaula se reduce al aumentar la temperatura y la agresividad del lubricante. Por Por tant tanto, o, la adec adecua uaci ción ón de las las jaul jaulas as de poli poliam amid ida a para para una una apli aplica caci ción ón específica depende de las condiciones de funcionamiento y los requisitos de duración. La clasificación de los lubricantes en “agresivos” y “suaves” se refleja por el “margen de temperaturas de funcionamiento” para el uso de jaulas fabricadas de poliamida 6,6 reforzada con fibra de vidrio en varios lubricantes. El margen de temperaturas de funcionamiento en esta tabla se define como la temperatura que ofrece una vida de envejecimiento de la jaula de al menos 10.000 horas de funcionamiento. Un ejemplo típico es el amoniaco que se aplica como refrigerante en los los comp compre reso sore res. s. En dich dichos os caso casos, s, las las jaula jaulass hech hechas as de polia poliamid mida a 6,6 6,6
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RODAMIENTOS
refo reforz rzad ada a con con fibr fibra a de vidr vidrio io no se debe deben n util utiliz izar ar a temp temper erat atur uras as de funcionamiento superiores a +70 ºC. También se puede establecer una temperatura de funcionamiento mínima, ya que la poliamida pierde su elasticidad, lo que puede producir fallos en la jaula. jaula. Por este motivo, las jaulas jaulas hechas hechas de poliamida poliamida 6,6 reforzada reforzada con fibra de vidrio no deben funcionar a una temperatura continua inferior a –40 °C. Cuando se requiere una alta resistencia, como en las cajas de grasa para ferrocarriles, se aplica una poliamida 6,6 modificada de gran resistencia. Poliamida 4,6
La poliamida 4,6 reforzada con fibra de vidrio se usa, como estándar, para para algu alguno noss roda rodami mien ento toss CARB CARB®. ®. Esta Estass jaul jaulas as tien tienen en un marg margen en de temperatura de funcionamiento 15 ºC superior al de las jaulas fabricadas con poliamida 6,6 reforzada con fibra de vidrio. Poliéter-éter-cetona
El uso de poliéter-éter-cetona (PEEK) reforzado con fibra de vidrio para las jaulas se ha convertido convertido en algo habitual habitual para los fabricant fabricantes es debido debido a los requ requis isito itoss de alta altass velo veloci cida dade des, s, el uso uso de agen agente tess quím químic icos os o las las alta altass temperaturas. Las Las excepc excepcion ionale aless propie propieda dades des del PEEK PEEK son son una combin combinaci ación ón de resistencia y flexibilidad, un amplio margen de temperaturas de funcionamiento, una gran resistencia química y al desgaste y un buen funcionamiento. Debido a estas destacadas características, las jaulas de PEEK están disponibles, como estándar, para algunos rodamientos de bolas y de rodillos cilíndricos, como los rodamientos híbridos y/o de alta precisión. pr ecisión. Este Este materi material al no muestr muestra a síntom síntomas as de enveje envejecim cimien iento to causad causado o por temperaturas y aditivos del aceite hasta +200 ºC. Sin embargo, la temperatura máxima para el uso a alta velocidad está limitada a +150 ºC, ya que esta es la temperatura de reblandecimiento del polímero. Jaulas De Resina Fenólica
Las jaulas de resina fenólica reforzada pueden resistir grandes fuerzas centrífugas y de aceleración, pero no pueden soportar altas temperaturas de funcionamiento.
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RODAMIENTOS
En la mayoría de los casos, estas jaulas se usan normalmente en los rodamientos
de
bolas
con
contacto
angular
de
alta
precisión.
Otros Materiales
Además de los materiales anteriormente descritos, los rodamientos de la principal fábrica (SKF) para aplicaciones aplicaciones especiales especiales pueden pueden estar equipados equipados con jaulas hechas de otros materiales de polímero, aleaciones ligeras o de fundic fundición ión especi especial. al. Para Para más informa informació ción n sobre sobre las jaulas jaulas fabrica fabricadas das con materiales alternativos.
Materiales Usados Para Los Rodamientos - Recubrimientos El uso de recubrimientos es un método reconocido para mejorar los materiales y proporcionar a los rodamientos unas características adicionales para las condiciones específicas de las aplicaciones. Existen dos métodos de recubrimiento diferentes desarrollados por SKF, que han sido probados con éxito en muchas aplicaciones. El Recubrimiento Superficial De Marca Nowear®
Aplica un recubrimiento cerámico de baja fricción sobre las superficies interiores del rodamiento, que le permite soportar, por ejemplo, largos períodos de funcionamiento con una lubricación mínima. Puede encontrar más detalles en la sección "Rodamientos NoWear® ". El Recubrimiento INSOCOAT® De SKF
Que se puede aplicar a las superficies externas de los aros exteriores del rodamiento, ofrece resistencia a los daños causados por el paso de la corriente eléctrica a través del rodamiento. Puede encontrar más detalles en la sección "Rodamientos INSOCOAT®”. Otros recubrimientos, como por ejemplo el cromato de zinc, pueden ofre ofrece cerr una una alte altern rnat ativ iva a al acer acero o inox inoxid idab able le en un ento entorn rno o corr corros osiv ivo, o, especialmente para las unidades de rodamientos listas para montar.
Lubricación Lubricació n De Rodamientos Rodamient os Seleccionar el sistema de lubricación adecuado para un rodamiento específico es fundamental para lograr que éste alcance su esperanza de vida en una aplicación. Los Los ingeni ingeniero eross de SKF, SKF, ha desarro desarrolla llado do unos unos conoc conocimie imiento ntoss y una expe experi rien enci cia a cons consid ider erab able less en cuan cuanto to a gras grasas as y acei aceite tess para para el buen buen funcionamiento de los rodamientos.
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RODAMIENTOS
Estos conocimientos han sido encapsulados en un programa informático denominado “LubeSelect” disponible a través de internet. El prog progra rama ma perm permitite e que que los los usua usuari rios os elij elijan an la gras grasa a o el acei aceite te apropiado para las condiciones específicas de cada aplicación. La lubric lubricaci ación ón en los rodami rodamient entos os tiene tiene la funció función,i n,igua guall que en los cojinetes de deslizamiento, de evitar o de reducir el contacto metálico entre las supe superfi rfici cies es de roda rodadu dura ra y de desl desliz izam amie ient nto, o, es deci decir, r, mant manten ener er bajo bajoss el rozamiento y el desgaste. En los rodamientos se lleva el aceite, que se adhiere a las superficies de las piezas que ruedan unas sobre otras, a las zonas de contacto. El aceite separa las superficies de contacto y evita así el contacto metálico (“lubricación física”). En las superficies de contacto aparecen movimientos de deslizamiento aparte de los movimientos de rodadura, pero en un grado mucho menor que en los cojinetes de deslizamiento. Estos movimientos de deslizamiento tienen su origen en deformaciones elásticas de los componentes de los rodamientos y en la forma curva de las superficies de rodadura. En las zonas en las que en rodamientos aparecen movimientos puros de deslizamiento, como por ejemplo entre cuerpos rodantes y jaula o entre las superficies frontales de los rodillos y las superficies de los bordes, las presiones generalmente son mucho menores que en el campo de rodadura. Ya que que los los movi movimi mien ento toss de desl desliz izam amie ient nto o en los los roda rodami mien ento toss sólo sólo desempeñan un papel secundario, la potencia perdida y el desgaste de los rodamientos no rebasa ciertos límites, aún en el caso de una lubricación deficiente. Así es posible lubricar rodamientos con grasas de diferente consistencia o con aceites de diferente viscosidad. Además puede dominarse una amplia zona de revoluciones y también grandes solicitaciones a carga sin repercusión. Muchas veces no se formará una película lubricante totalmente portante, con lo que por lo menos en algunas zonas la separación debida a la película lubricante estará interrumpida. También en estos casos es posible un servicio con poco desgaste si las temperaturas elevadas en los puntos en que aparecen originan reacciones quím químic icas as entr entre e los los adit aditiv ivos os cont conten enid idos os en el lubr lubric ican ante te y las supe superfi rfici cies es
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RODAMIENTOS
metálicas de los cuerpos rodantes o de los aros (capas de reacción tribológica), que conducen a productos de reacción con capacidad lubricante (“lubricación química”). La lubricación se ve apoyada no sólo por estas reacciones de los aditivos sino también por los lubricantes sólidos contenidos en el aceite o en la gras grasa, a, en el caso caso de gras grasas as quiz quizá á tamb tambié ién n por por el espe espesa sant nte. e. En caso casoss especiales es posible lubricar los rodamientos exclusivamente con lubricantes sólidos. Otra Otrass func funcio ione ness de las las que que debe debe enca encarg rgar arse se el lubr lubric ican ante te en el rodamiento es la protección contra la corrosión; la evacuación de calor de rozamiento en el rodamiento (lubricación con aceite); el lavado de partículas abrasivas.
Diferentes Regímenes De Lubricación En El Rodamiento El comportamiento respecto al rozamiento y al desgaste del rodamiento así como la duración que pueda alcanzar depende del régimen de lubricación. En los rodami rodamient entos os aparec aparecen en princi principa palme lmente nte los siguie siguiente ntess regíme regímenes nes de lubricación
Lubricación Total Las superficies de los cuerpos en movimiento relativo están separadas totalmente o casi totalmente por una película lubricante Existe pues rozamiento líquido prácticamente puro. Este régimen de lubricación, denominado también lubricación líquida, es el que se debe pretender alcanzar.
Lubricación Parcial Debido a un espesor insuficiente de la película lubricante aparecen contactos metálicos en algunas zonas . Se origina rozamiento mixto.
Lubricación límite Durante la lubricación parcial aparecen presiones y temperaturas muy elevadas en los puntos de contacto metálico. Si el lubric lubricant ante e contie contiene ne aditiv aditivos os aprop apropiad iados, os, se origin originan an reacci reaccion ones es entre los aditivos y las superficies metálicas. Así se forman productos de reacción con capacidad lubricante que originan la formación de una capa límite
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RODAMIENTOS
Lubricación Seca Lubr Lubric ican ante tess sólid sólidos os (com (como o p. e. graf grafitito o y disu disulfu lfuro ro de moli molibd bden eno) o),, aplicados finamente sobre las superficies funcionales, pueden evitar el contacto metálico. Esta capa sólo se mantiene durante cierto tiempo a velocidades de giro reducidas y presiones bajas. Lubr Lubric ican ante tess sóli sólido doss en el acei aceite te o en la gras grasa a mejo mejora ran n tamb tambié ién n la lubricación en el caso de contactos metálicos aislados.
La Película Lubricante En La Lubricación Con Aceite Para enjuiciar un régimen de lubricación se parte de la formación de una película lubricante entre las superficies de rodadura y de deslizamiento que transmiten la carga. La pelí pelícu cula la lubri lubrica cant nte e entr entre e las las supe superf rfic icie iess de roda rodadu dura ra pued puede e descri describir birse se con con ayuda ayuda de la teoría teoría de la lubrica lubricació ción n elasto elastohid hidrod rodiná inámic mica a (lubricación EHD). Las condiciones de lubricación en los contactos por deslizamiento, p. e. entre las superficies frontales de los rodillos y las superficies de los rebordes en rodamientos de rodillos cónicos se reproducen con bastante exactitud en la teor teoría ía de la lub lubrica ricacción ión hidro idrodi diná nám mica ica, ya que en los los conta ontact ctos os por deslizamiento aparecen presiones menores que en los contactos de rodadura.
Selección De Una Grasa De poco servirán todas las precauciones adoptadas para impedir que falle un rodamiento si se selecciona una grasa incorrecta. Es importante elegir una grasa que ofrezca la viscosidad del aceite base necesaria para proporcionar una lubricación suficiente a la temperatura de funcionamiento existente. La viscosidad depende en gran medida de la temperatura. Aumenta cuando sube la temperatura y disminuye cuando baja la temperatura. Por lo tanto, es importante conocer la viscosidad del aceite base a la temperatura de trabaj trabajo. o. Los fabric fabricant antes es de maquin maquinari aria a especi especific fican an genera generalme lmente nte un tipo tipo determinado de grasa, la mayoría de las grasas estándar cubren una amplia gama de aplicaciones.
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RODAMIENTOS
A Continuación Se Indican Los Factores Más Importantes A Considerar Cuando Se Selecciona Una Grasa Lubricante. •
tipo de máquina.
•
tipo y tamaño del rodamiento.
•
temperatura del funcionamiento.
•
condiciones de carga de trabajo.
•
Gama de velocidades.
•
condiciones de trabajo, tales como la vibración y la orientación del eje, en dirección horizontal o vertical.
•
condiciones de refrigeración.
•
eficacia de la obturación.
•
ambiente externo. La mayoría de los usuarios de rodamientos eligen una familia de grasas
que pueden pueden servir servir para para casi casi cualq cualquie uierr aplic aplicaci ación ón o situa situació ción n que puedan puedan encontrar.
Grasa De Alta Temperatura (HT) Utilice la grasa HT cuando la temperatura de funcionamiento supera generalmente los 80 ºC o cuando no son aceptables los intervalos cortos de relubricación para rodamientos que funcionan a una temperatura de 70 a 85 ºC.
Grasa De Baja Temperatura (LT) Utilice la grasa LT cuando tanto la temperatura de funcionamiento como la temperatura ambiente son inferiores a 0 ºC, o para rodamientos con cargas ligeras que funcionan a altas velocidades en aplicaciones donde no se puede tolerar un incremento de la temperatura de funcionamiento.
Grasa De Temperatura Media (MT) Estas Estas grasa grasass “multiu “multiuso” so” están están recome recomenda ndadas das para para rodami rodamien entos tos que funcionan a temperaturas de 30 a 120 ºC. Se puede puede usar en la amplia mayoría mayoría de las aplicaciones lubricadas con grasa. La velocidad del aceite base debe ser entre 75 y 200 mm/s a 40 ºC. La consistencia es normalmente 2 ( ó 3) de acuerdo con la escala NLGI. Para Para apli aplica caccione ioness que que func funcio iona nan n cons consta tant ntem emen ente te a más más de 80ºC 80ºC se recomienda una grasa de alta temperatura.
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RODAMIENTOS
Grasas EM Las grasas con la designación EM contienen bisulfuro de molibdeno (MoS), el cual produce una capa de cristales MoS 2 en la superficie de metal que se deslizan unos sobre otros y proporcionan una lubricación temporal. En lugar de esta grasa, a veces se usa grafito o un lubricante seco similar.
Grasas EP Las grasas EP contienen compuestos de azufre, cloro y fósforo. Tienen propiedades de refuerzo de la película, es decir aumentan la capacidad de carga de la película. Esto es importante en las grasas destinadas a rodamientos de tamaño mediano y grandes sometidos a gran tensión. Cuando se ha alcanzado una temper temperatu atura ra sufici suficient enteme emente nte alta alta en los contac contactos tos entre entre las cresta crestass de la superficie normales de metal de rodamiento, se produce una reacción química que impide impide la posibi posibilid lidad ad de soldad soldadura ura.. La viscos viscosida idad d del aceite aceite base base es aproximadamente 200 mm 2 /s a 40 ºC.
La Consistencia Corresponde A NLGI2. Generalmente, estas grasas no se deben usar a temperaturas inferiores a -30 ºC o por encima de 110 ºC.Tener en cuenta que algunos aditivos EP tien ienen un efecto perju rjudicial en los los rodamien ientos y pueden acortar dramáticamente su vida de servicio. Para aplicaciones que funcionan constantemente por encima de los 80 ºC se recomienda una grasa de alta temperatura.
Grasas Para Cargas Elevadas En los rodamientos que giran a poca velocidad bajo cargas elevadas, se requieren aditivos para reforzar la película de aceite. De lo contra contrario rio,, las cresta crestass rugosa rugosass de la superf superfici icies es metáli metálicas cas del rodamiento estarán en contacto, la temperatura subirá y las superficies se soldaran entre sé. Los aditivos minimizan el contacto entre las partes de metal y producen una reacción química que impide la soldadura.
Fundamentos Una lubricación correcta y un mantenimiento regular son importantes para un funcionamiento fiable y una prolongada duración de vida de los rodamientos.
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RODAMIENTOS
Función del lubricante El lubricante sirve para •
Formar una película lubricante con suficiente capacidad de carga entre las superficies en contacto y evitar, de esta forma, el desgaste y la fatiga prematuras.
•
En la lubricación con aceite, evacuar el calor.
•
En la lubricación con grasa, obturar el rodamiento hacia el exterior para evitar que penetre suciedad sólida o líquida.
•
Amortiguar el ruido de funcionamiento funcionamiento Proteger contra la corrosión
Formar una película lubricante capaz de absorber carga En la lubricación con aceite, evacuar el calor En la lubricación con grasa, obturar el rodamiento hacia el exterior contra las impurezas Amortiguar el ruido de funcionamiento Proteger contra la corrosión Selección Del Tipo De Lubricación Durante la construcción, definir lo antes posible si los rodamientos se deben lubricar con grasa o aceite. Para el tipo de lubricación y la cantidad de lubricante son esenciales: •
Las condiciones de funcionamiento
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RODAMIENTOS •
El tipo y el tamaño del rodamiento
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La construcción anexa
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La forma de aportación del lubricante.
Criterios Para La Lubricación Con Grasa En la lubricación con grasa, deben respetarse los siguientes criterios: •
Costes constructivos muy reducidos
•
El efecto obturador
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La capacidad de depósito
Larga duración en servicio con bajos costes de mantenimiento(Según las circunstancias, es posible la lubricación para toda su vida útil) •
Para Para el re-e re-eng ngra rase se tene tenerr en cuen cuenta ta,, en caso caso nece necesa sari rio, o, un espacio para la grasa usada y para las conducciones de alimentación
•
•
No hay evacuación de calor por el lubricante
No hay efecto de lavado de partículas procedentes del desgaste u otras partículas. •
Criterios para la lubricación con Aceite En caso de lubricación con aceite, tener en cuenta: •
•
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•
Buena aportación y distribución de lubricante en el área de contacto. Es posi posibl ble e la evac evacua uaci ción ón de calo calorr del del roda rodami mien ento to (imp (impor orta tant nte, e, especialmente para elevadas velocidades de giro y altas cargas). Lavado de partículas procedentes del desgaste. En caso de lubricación mínima, las pérdidas debidas al rozamiento son muy reducidas. Se requiere una conducción y unas obturaciones más sofisticadas.
Bajo Bajo cond condic icio ione ness de func funcio iona nami mien ento to extre extrema mass (por (por ejem ejempl plo, o, altas altas temperaturas, vacío, entornos agresivos) se pueden realizar, previa consulta con el servic servicio io de ingeni ingenierí ería a de Schaef Schaeffle fler, r, proced procedimi imient entos os espec especial iales es de lubricación, como la lubricación mediante lubricantes sólidos.
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RODAMIENTOS
Diseño De Las Conducciones De Lubricante Los Los tubo tuboss de cond conduc ucci ción ón y de los los aguj agujer eros os de lubr lubric icac ació ión n en los los alojamientos y en los ejes, figura 2 y figura 3: Deben llevar directamente al punto de lubricación del rodamiento. •
Ser lo más cortos posible.
•
Prever, para cada rodamiento, su propia conducción.
Conducciones De Lubricante
Disposición De Las Conducciones De Lubricante Para Varios Rodamientos Sobre Un Mismo Eje
Lubricación con grasa
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RODAMIENTOS
Las grasas se pueden distinguir por los jabones espesantes, de diferente composición, y por los aceites de base. Para los aceites de base de las grasas, Composición de una grasa lubricante Las grasas habituales contienen, como espesantes, jabones metálicos y un aceite mineral. Además, contienen aditivos. Ésto Éstoss infl influy uyen en sobr sobre, e, por por ejem ejempl plo, o, las las prop propie ieda dade dess resp respec ecto to a la protección contra el desgaste, la protección anticorrosiva o la resistencia al envejecimiento. Sin embargo, estas combinaciones de aditivos no actúan en todos los campos de temperaturas y de cargas. Las grasas muestran un comportamiento muy diferente frente a las influencias del medio ambiente, como la temperatura y la humedad.
• • • •
Por
1 Espesante. 2 Aditivos. 3 Aceite. 4 Base Grasa.
principio,
compatibilidad lubricante
la de l
debe
ser
comprobada con respecto a: •
Los lubricantes entre si
•
La protección anticorrosiva
•
Los plásticos, duro-plastos y elastómeros
•
Los metales ligeros y las aleaciones no férricas
•
Los recubrimientos
•
Las pinturas y las lacas
Con Respecto a la compatibilidad con el medio ambiente, hay que tener en cuenta, entre otros, l a toxicidad, la biodegradabilidad y la clase de amenaza para el agua.
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